Математик среди биологов

Пишу о геометрии живого, таксономических базах данных, определителях и родном крае

Ctrl + ↑ Позднее

Быстро типографируем текст перед показом на странице

Перед показом текста на странице его надо обработать по правилам типографики. Это может сделать «Типограф» Студии Лебедева, «Типограф» Дениса Селезнева или свой движок.

Если текст написан и не меняется, то его не надо все время типографить. Достаточно оттипографить один раз, сохранить результат и выводить его до тех пор, пока текст снова не изменится.

Для этого использую такой механизм.

  • Создаю исходный текст и сохраняют его в файле с расширением «in».
  • В коде страницы вызываю функцию typo_file( ’имя_файла_с_текстом’ ), которая выводит на страницу оттипографированый текст. Имя файла указывается без расширения.

Функция typo_file( $filename ) делает следующее:

  1. Ищет файл $filename с расширением «in».
  2. Ищет файл с таким же именем и расширением «out».
  3. Сравнивает даты модификации файлов.
  4. Если «out» изменен позже, чем «in», возвращает содержимое «out».
  5. В противном случае типографит содержимое «in», записывает его в «out» и возвращает результат в основной поток.

Код функции typo_file на ПХП:

<?php

function typo_file( $file_name, $input_extension = '.in', $output_extension = '.out' ) {
   if ( !file_exists($file_name.$input_extension) )
      return '';

   $in_time  = filemtime($file_name.$input_extension);
   $out_time = file_exists($file_name.$output_extension) ? filemtime($file_name.$output_extension) : $in_time-1;

   if ($out_time < $in_time) {
      // типографим содержимое файла
      $in_file  = file_get_contents( $file_name.$input_extension );
      $out_file = typo( $in_file );
      // записываем данные в новый файл
      file_put_contents( $file_name.$output_extension, $out_file );
   } else
      $out_file = file_get_contents( $file_name.$output_extension );

   return $out_file;
}
?>

Функция typo типографит текст удобным вам способом.

Содержимое основной страницы выглядит так:

<?php
// …

echo typo_file( ‘page_content’ );

// …
?>

Вместо файла с результатом, можно использовать базу данных. В нее заносить оттипографированный текст и время последнего изменения. Ключ для доступа к записи — имя файла.

Наблюдение 2. Альтернативно-историческое

В рассказе Ольги Ларионовой «Сказка Королей» инопланетнин Юп приводит главному герою Артему три гипотезы зарождения жизни на Земле. Все три являются синтезом высказываний альтернативного-историка Андрея Склярова — основателя ЛАИ.

Первая:

«Много десятков тысяч лет назад, — зазвучал из темноты голос Юпа, — мы были такими же, как вы. Впрочем, мы, вероятно, и тогда были мудрее и осторожнее вас. Мы достигли предела человеческих знаний — в нашем распоряжении были корабли, которые могли доставить нас в любую точку галактики, и даже за ее пределы. Мы сумели продлить свою жизнь на неограниченный срок, победив все болезни и даже старость, мы смогли... впрочем, ты даже не поймешь меня, если я буду дальше перечислять все то, что мы познали, открыли и сумели. Так вот, в своем жадном стремлении все увидеть, все понять и все познать мы прилетели однажды на третью планету одной непримечательной периферийной звездочки. Невероятно, но мы обнаружили там условия, аналогичные нашим в момент появления на нашей планете разумного существа... И мы встретили такое первичное существо. Полуобезьяну. Дикаря. И с тех пор мы стали пристально следить за вашей планетой. Мы уничтожали диких зверей, грозящих первым человеческим стаям, мы учили ваших дикарей пользоваться огнем и орудиями труда, мы подарили им сведения, до которых они не смогли бы сами додуматься, и они начали развиваться быстрее, запоминая наши уроки и забывая нас самих. Мы помогали вам на заре вашего человечества, мы были вашими няньками и учителями... Ну что, тебя устраивает такое объяснение?»

Вторая:

«Тогда я предложу тебе второй вариант. Мы нашли на вашей планете условия, в которых мог развиваться разум. Но разумного существа мы не нашли. И тогда группа наших людей... хотя бы беглецов, покинувших нашу планету по политическим соображениям, решила обосноваться на вашей Земле. К сожалению, они не рассчитали своих возможностей и через несколько поколений одичали. Четыре группы беглецов, прибывшие в разное время на вашу планету, создали четыре земные расы. Разве не правдоподобно?»

Третья:

«Вот тебе еще одна: мы не оставили на Земле людей. Но, вернувшись на родину, мы предположили, что когда-нибудь нам могут понадобиться существа, подобные нам. Мы не могли предвидеть всего, что ждало нас в будущем, но нас грызла смутная тревога. Мы находились на вершине знаний и возможностей, и вдобавок мы были очень осторожны. И тогда мы создали биороботов, да, саморазвивающихся биороботов, взяв за основу ваших обезьян. Потому-то вы и не можете найти переходное звено между последней обезьяной и первым человеком. Мы высадили вас на каждом континенте в надежде, что выживет хотя бы одна группа. Выжили все. Выжили и развились. Развились и начали задавать себе вопрос: а для чего живет человек? Для чего существует все человечество? Разве нет?»

Синтез:

«Мы прилетели однажды на третью планету одной непримечательной периферийной звездочки и обнаружили там условия, аналогичные нашим. [...] И тогда группа наших людей... хотя бы беглецов, покинувших нашу планету по политическим соображениям, решила обосноваться на вашей Земле. [...] Мы создали биороботов, да, саморазвивающихся биороботов, взяв за основу ваших обезьян. Потому-то вы и не можете найти переходное звено между последней обезьяной и первым человеком. Мы высадили вас на каждом континенте. [...] Мы учили ваших дикарей пользоваться огнем и орудиями труда, мы подарили им сведения, до которых они не смогли бы сами додуматься, и они начали развиваться быстрее, запоминая наши уроки и забывая нас самих.»

Ранее полагал, что первоосновой размышлений Андрея Склярова был «Обитаемый остров» братьев Стругацких. Теперь считаю, что это «Сказка королей» Ольги Ларионовой.

P. S. Это заметку я начал писать еще до смерти Андрея Юрьевича. К сожалению он умер в сентябре 2016 года.

Очень жаль.

После его смерти ЛАИ перестала генерировать новые идеи. Она сосредоточилась на бесконечных доказательствах высокотехнологического происхождения каменных построек и предметов, изучении свойств пирамид и коммерческой деятельности. Фонтан идей иссяк. Стало скучно.

Роль личности в любой истории велика.

Журналы для научных публикаций — 2

Математическая биология и биоинформатика. Публикует оригинальные научные статьи по применению теории алгоритмов, методов прикладной математики и статистики для решения биологических задач.

Тематика:

  • биоинформатика, применение алгоритмов и статистических процедур для анализа огромных объемов информации, порождаемой высокотехнологичными методами экспериментальной биологии и молекулярной генетики;
  • математическая биология, формализация и математическое моделирование биологических объектов и их сообществ;
  • вычислительная геномика, изучение структуры и функций геномов клеток и организмов;
  • молекулярное моделирование, математическое моделирование биологических процессов, включая имитационное моделирование;
  • структурная биология, моделирование и предсказание по экспериментальным данным структур биомолекул и их комплексов;
  • вычислительная биохимия и биофизика, кинетические и термодинамические модели клеточных процессов и их взаимодействий, методы молекулярной динамики.

Является рецензируемым двуязычным (рус. и англ.) научным периодическим изданием.

Входит в ВАК, РИНЦ и Скопус.

P. S. Завернул нашу статью о структуре таксономической базы данных :-).

Центричные и пеннатные диатомовые. Различия в половом процессе

В прошлый раз я рассказал о том, что центричные и пеннатные диатомовые отличаются текстурой створок.

Помимо этого у них разные типы полового процесса: у центричных — изогамия, у пеннатных — оогамия.

Стадии полового процесса у пеннатной диатомовой Sellaphora auldreekie. Фото со страницы Альга Волда

Изогамия, значит, что у центричных диатомовых нет пола. Поэтому любая центричная диатомовая способна спариваться с любой другой центричной диатомовой того же вида. Если захочет.

Оогамия, значит, что у пеннатных диатомовых есть мужские и женские организмы — и только между ними возможен секс.

Секс в культурах диатомовых

Диатомовые размножаются двумя способами. Либо водоросль делится на две новых, при этом набор генов у потомков не меняется. Либо она вступает в половой процесс с партнером противоположного пола, тогда у потомков меняется генетический набор. Так как у центричных и пенатных диатомовых типы полового процесса отличаются, это влияет на генетическое разнообразие организмов, культивируемых в искусственных условиях.

Культуру диатомовых, и, вообще, любых микроводорослей, выводят из единственного организма. Вылавливают микроводоросль, помещают в чашку с питательной средой, создают комфортную температуру и регулярно освещают. Микроводоросль от этого начинает делится и размножаться. И образует одновидовую культуру. Так как все микроводоросли происходят от единственного предка-Адама, то после деления они получаются генетически однородными. Половой процесс меняется генетическую однородность и помогает организмам эволюционировать.

Изогамия повышает генетическое разнообразие диатомовых внутри одной культуры, а оогамия — нет

Изогамия помогает скрещиваться центричным диатомовым внутри одной культуры. У потомков меняется генетический набор, следовательно генетическое разнообразие центрических диатомовых из одной культуры со временем повышается.

При оогамии должны встретиться мужские и женские особи пеннатных диатомовых. Но пол диатомовых после деления сохраняется таким же, как у родителя. Поэтому пеннатные диатомовые из одной культуры могут только делиться, следовательно разнообразие генов в такой культуре не меняется.

Изогамия помогает скрещивать любые культуры центричных диатомовых одного вида, а оогамия — нет

В некоторых случаях культуру диатомовых надо разбавить новыми генами. Для этого берут культуры микроводорослей, произошедшие от разных индивидов одного вида, и пытаются скрестить.

Изогамные центричные из разных чашек запросто скрещиваются. А оогамные пеннатные скрещиваются, только если в пробирках окажутся мужские и женские особи. Если исследователю не повезло, и в культурах все особи пеннатных одного пола, скрещивания не получится. Генетический материал останется однородным.

Изогамия и оогамия помогают отнести диатомовую к центричным или пеннатным

Когда ученый сомневается, какая диатомовая перед ним: центричная или пеннатная, он проводит эксперимент. Разводит культуры из нескольких водорослей и пытается их скрестить. Если удается при любой комбинации культур — значит это центричные диатомовые. Если удается в некоторых случаях или не получается совсем — значит пеннатные.

Оогамия помогает поддерживать чистые генетические линии диатомовых, а изогамия — нет

Для проведение генетических опытов важно иметь чистую генетически однородную культуру организмов. Такую культуру можно получить только из пеннатных диатомовых водорослей, потому что пеннатные водоросли из одной культуры скрещиваться друг с другом не могут.

Половой процесс помогает доказать, что диатомовые из разных культур относятся к одному виду

Некоторые виды диатомовых столь похожи, что их сложно отличить по морфологическим признакам. Поэтому пойманных диатомовых пытаются с крестить с известными культивируемыми видами. Если получится, значит видовая принадлежность водоросли установлена.

Дополнительное чтение

Cтатья Давидовича Н. А. с соавторами «Репродуктивные особенности диатомовых водорослей: значение для культивирования и биотехнологии».

Страница «Альга Волда» о половом воспроизведении диатомовых рода Sellaphora.

Центричные и пеннатные диатомовые. Различия текстуры створок

Рассказ о двух больших морфологических группах диатомовых водорослей.

Кремниевый панцирь-коробочка диатомовых водорослей пронизан мельчайшими отверстиями. Их особенно много на основаниях панцирей — створках. Это перфорации створок.

Это диатомовая из Черного моря относится к роду Thalassiosira. У нее сохранилась только верхняя половинка панциря, поверхность которой сплошь пронизана отверстиями. Фото Е. Д. Бедошвили и А. М. Лях

В зависимости от строения, перфорации делят на ареолы и поры.

Пора — это простая дырка.

Ареола — это сложно устроенная дырка. Она накрыта с обеих сторон кремниевыми крышечками, на которых тоже есть отверстия. Одна из крышечек содержит одно большое отверстие — форамен. Вторая — пронизана маленькими порами. Она называется крибрумом, а поры — крибральными порами. Крибральные поры тоже покрыты крышечками — крибеллумом, которые пронизаны совсем-совсем маленькими порами. Они уже ничем не покрыты. Внутренняя часть ареолы называется камерой.

Ареола в разрезе. Рисунок из статьи в Нейче

Есть еще другие типы отверстий, но они не многочисленные, и не о них сейчас речь.

Перфорации формируют текстуру створки. Внешний вид и количественные характеристики текстуры — важный таксономический признак. Он помогает человеку различать таксоны диатомовых. Кроме того текстура помогает организму жить.

Исследователи давно заметили, что по строению текстур диатомовых можно отнести к двум группам: центричным и пеннатным. У центричных ареолы расходятся из одной точки — центра, а у пеннатных — от линии. Поэтому название центричных происходит от слова «центр», а пеннатных от лат. «penna» — перо, на которое похожа текстура.

Текстура центричных начинается из точки (слева), пеннатных — от линии (справа). Фото по краям Е. Д. Бедошвили и А. М. Лях, рисунок в центре из «библии диатомологов»

В этом, собственно, и состоит основное отличие центричных диатомовых от пеннатных.

Повторю. Центричные и пеннатные — это две большие морфологические группы диатомовых, которые отличаются способом построения текстуры. Это две параллельные линии эволюции диатомовых водорослей.

Наблюдение 1. Осы на балконе

Наткнулся у avva на заметку о бабочках мигрантах, которые через четыре поколения непонятно как возвращаются на старое место из Северной Америки в Мексику.

Вспомнил, что когда-то на нашем балконе долгое время жили осы. Балкон был старым — осы могли свободно пролетать сквозь щели.

Потом мы балкон застеклили.

Прошло много лет — у ос сменилось много поколений. Но сейчас, когда мы не ставим москитную сетку, к нам опять залетает осы и направляются в тот самый угол, где когда-то было осиное гнездо.

Возможно это совсем другие осы, которых привлекает наш балкон. Первые осы его за что-то же выбрали.

Возможно уличные осы планомерно заглядывают в любые доступные полости. Так как залететь на балкон легко, а вылететь — нет, то осы остается в плену, а я считаю, что они балкон выбрали.

Возможно осы каким-то образом передают приобретенные знания следующему поколению, потом следующему, то есть эти знания живут долго. Тогда к нам прилетают дальние потомки прошлых жильцов. Мстить.

Возможно давление ос на улице значительно превышает давление ос на балконе. Так как давление стремиться выровняться, то осы залетают с улицы на балкон.

:-)

Факт имеет место быть.

Умер Сергей Михайлович Игнатьев

Умер в субботу 12 агуста после возвращения из экспедиции по Черному морю. Умер большой человек, грезивший морем. Он собираил фотографии кораблей, он был влюблен в корабли, он жил кораблями и мечтал умереть в море. Его желание практически исполнилось.

Сергей Михайлович в ватнике и зеленой каске руководит работами с модифицированной сетью Богорова-Раса («кастрированной», по его выражению); на откидном мостике — Володя Губанов, его сортаник по черноморским экспедициям. Фото сделано на борту судна «Профессор Водяницкий» во время 90-го рейса (конец октября 2016)

Это был хороший человек. Большой и добрый. Мне его будет не хватать.

Построить эллипс по пяти точкам. Плагин для Инкскейпа

Диатомовые водоросли иногда ложатся полубоком на предметный столик электронного микроскопа.

Thalassiosira proschkinae — крошечная диатомовая из Азовского моря. СЭМ. Наружняя и внутреняя поверхность створки; правая створка деформирована. Фото Е.Д. Бедошвили, А.М. Лях

Такой полуанфас бывает удобен. Он помогает понять геометрию и морфологию кремниевого панциря. Но в данном случае мне надо вернуть створке первоначальную круглую форму, так как сейчас, из-за поворота, она стала эллиптической. Для этого надо найти главные оси эллипса, чтобы понять, как он повернут.

Из аналитической геометрии известно, что любые пять точек плоскости однозначно задают коническое сечение, если никакие три их них не лежат на одной прямой. На Маз.Стакэксченже описан алгоритм построения эллипса по пяти точкам.

Все данные есть. И я уже было собрался писать программу, но нашел плагин для Инкскейпа.

После установки, он доступен в разделе Extensions → Generate from Path → Ellipse by 5 Points.

Плагин преобразует ломаную из пяти точек в эллипс. Если эллипс не получается, плагин ничего не строит. Плагин правильно решает задачу, но эллипс иногда не проходит по границе створки.

Плагин преобразует пятивершинную ломаную линию в эллипс

Допускаю, что при подготовке к микроскопированию створка диатомовых деформируется. Поэтому эллипс не совпадает.

А есть ли такой плагин для Иллюстратора?

Жизнь в ИМБИ. 1. Ведущие инженеры.

Сегодня с «приятным удивлением» наблюдал, как ведущие инженеры из отдела Биофизической экологии ИМБИ обедали с пол двенадцатого до двух, с небольшимм перерывом на «работу» и продолжением чаепития с трех до четырех. Потом пошли домой.

И так ежедневно. Охуели совсем.

Мало того, что они ничего не делают за хорошую зарплату. Они ничего не умеют, не хотят учиться, и, самое главное, мешают работать.

Что самое интересное — их никто никогда не уволит.

Приятно, что такие инженеры есть не во всех отделах ИМБИ. В остальных отделах института инженеры — это работающие, много знающие и много умеющие люди. В ОБЭ — друзья пиров.

Ctrl + ↓ Ранее